科學家為DNA靶向設(shè)計了新的CRISPR平臺
包括首先利用革命性CRISPR-Cas9和其他系統(tǒng)進行真核生物(包括動物和植物)基因組編輯的科學家的團隊設(shè)計了另一種名為Cas12b的CRISPR系統(tǒng)。與CRISPR-Cas9系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)提供了改進的功能和選項。在今天發(fā)表在Nature Communications上的一項研究中，麻省理工學院和哈佛大學博士研究所和麻省理工學院麥戈文腦研究所的馮章及其同事與美國國立衛(wèi)生研究院的共同作者Eugene Koonin證明了新的酶可以被設(shè)計用于靶向并精確切割或編輯人類細胞的基因組。與Cas9(SpCas9)相比，來自Bacillus hisashii(BhCas12b)的Cas12b的高靶特異性和小尺寸使得該新系統(tǒng)適用于體內(nèi)應用。該團隊現(xiàn)在正在廣泛提供CRISPR-Cas12b用于研究。
該團隊此前已將Cas12b(當時稱為C2c1)鑒定為2015年三種有前景的新型CRISPR酶之一，但面臨一個障礙：因為Cas12b來自嗜熱細菌 - 它們生活在炎熱的環(huán)境中，如間歇泉，溫泉，火山和深層海熱液噴口 - 這種酶自然只能在高于人體溫度的溫度下工作。
“我們尋找大自然的靈感，”張說。“我們想要創(chuàng)造一種可以在較低溫度下運行的Cas12b版本，因此我們掃描了數(shù)千種細菌基因序列，研究可以在哺乳動物環(huán)境的較低溫度下繁殖的細菌。”通過對天然多樣性的探索和對有希望的候選酶的合理工程的結(jié)合，他們產(chǎn)生了能夠有效編輯原代人T細胞中基因組的Cas12b版本，這是針對或利用免疫系統(tǒng)的治療劑的重要的初始步驟。“這進一步證明有許多有用的CRISPR系統(tǒng)等待被發(fā)現(xiàn)，”人類前沿科學項目研究員張實驗室的博士后喬納森斯特雷克說，該研究的第一作者。
該領(lǐng)域正在迅速發(fā)展：由于Cas12b酶系列于2015年首次被描述并被證明是RNA指導的DNA核酸內(nèi)切酶，因此幾個研究小組一直在研究這一類酶。2017年，來自加州大學伯克利分校的Jennifer Doudna實驗室的一個研究小組報告說，來自酸性脂環(huán)酸芽孢桿菌的Cas12b可以在體外介導DNA的非特異性側(cè)枝切割。最近，北京中國科學院的一個研究小組報告說，另一種來自酸性脂環(huán)酸芽孢桿菌的Cas12b被用來編輯哺乳動物細胞。
Broad Institute和麻省理工學院正在廣泛分享Cas12b系統(tǒng)。與早期的基因組編輯工具一樣，這些小組將通過質(zhì)粒共享網(wǎng)站Addgene上的張實驗室頁面免費提供該技術(shù)用于學術(shù)研究，張實驗室已經(jīng)與近2,400個實驗室的研究人員共享試劑超過52,000次。在62個國家加速研究。
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